CN105756035A - 一种快速排水防淤的哑铃形生态排水板 - Google Patents

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Abstract

一种快速排水防淤的哑铃形生态排水板，它包括芯板和滤膜，所述滤膜包裹在所述芯板的外表面，芯板和滤膜采用化学粘合法粘连在一起；所述芯板包括空心柱体、芯板中间平面段和反弧连接段，空心柱体设有两个，位于芯板的两端，芯板中间平面段位于芯板的中部，空心柱体和芯板中间平面段通过反弧连接段组合粘结形成芯板，芯板的横截面为哑铃形。芯板表面设置有许多锯齿形凸起，凸起之间的凹槽与所述滤膜共同作用形成竖向排水通道；在空心柱体侧壁上的凹槽内布置有若干水平排水孔，水平排水孔与空心柱体的柱状空腔相通。本发明具有防淤堵、抗弯折、刚度大、生态环保以及施工储存运输便捷的优点，可大大缩短基础加固处理时间，节约工程建设成本。

Description

一种快速排水防淤的哑铃形生态排水板
技术领域
本发明涉及一种岩土工程软土地基排水固结法中的排水板竖井结构，具体涉及一种同时兼备砂井和普通带状塑料排水板排水优势的防淤堵的哑铃形生态排水板。
背景技术
竖井排水固结法是岩土工程中最经济、最常用的一种软土地基处理方法，在滩涂围垦工程、围区吹填开发以及软土公路路基处理中被普遍应用。在不同的竖井材料当中，由于具有施工快、工期短、透水性好且造价低廉等优势，塑料排水板应用最为广泛。
目前传统的普通带状塑料排水板虽然能卷成团状以便于工程运输，但其整体强度不高，工程实际中容易随着软土的压缩而发生弯折扭结等变形，以至于导致排水能力急剧衰减甚至不具备排水能力，影响软土地基加固效果；另外，单一的带状排水板由于两端均为尖角，国内外学者均认为其“角效应”会导致其排水效果比普通圆形砂井差，并且随着软土中粘性细颗粒被渗流带入排水体中而发生淤堵，影响其排水能力；而十字形排水板也为单一的带状结构，虽然排水效果比普通带状排水板有所改进并且抗弯强度有所提高，但其外形类似于普通带状排水板，未能根本上解决淤堵问题，并且其十字形结构导致其不能卷为一团，实际工程中排水板需求量大，通常是几十万米甚至几百万米，十字形排水板不便于工程运输，导致工程实际中不能普遍推广。
就对生态环境影响而言，工程实际中使用的普通带状塑料排水板所采用的材料大部分为单一的聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)等不可降解的材料，工程竣工后常常在地底下埋设几十年甚至上百年都无法分解，与当前提倡的生态岩土、环境岩土不相符。
发明内容
本发明的目的在于克服现有普通带状排水板易受软土压缩而弯折扭结、产生“角效应”降低其排水效果、不利于生态环境及后期土地种植与开发的缺点，提供一种同时兼备圆形砂井和普通带状排水板的排水优势、能更好地加速软土地基排水固结、防淤堵效果更好、材料生态环保可降解、抗弯折刚度更高并且便于施工运输的一种快速排水防淤的哑铃形生态排水板。
本发明采用的技术方案是：一种快速排水防淤的哑铃形生态排水板，包括芯板和滤膜，滤膜包裹在芯板的外表面，滤膜空间尺寸稍稍大于芯板空间尺寸，芯板和滤膜采用化学粘合法粘连在一起；所述芯板包括空心柱体、芯板中间平面段和反弧连接段，空心柱体设有两个，位于芯板的两端，芯板中间平面段位于芯板的中部，空心柱体和芯板中间平面段通过反弧连接段组合粘结形成芯板，芯板的横截面为哑铃形；在芯板表面设置有若干锯齿形凸起，凸起之间的凹槽与滤膜共同作用形成竖向排水通道，加速了软土排水固结；在空心柱体的侧壁上的凹槽内布置有若干水平排水孔，水平排水孔与空心柱体的柱状空腔相通，以增加排水通道，可有效防止软土中粘性细颗粒侵入而淤堵排水通道，大大提高了排水效率，兼备了圆形砂井和普通带状排水板的排水优势。
所述芯板采用生态环保材料挤出成型，并在挤出过程中配合两端的空心柱体的侧壁打孔设施联合生产，可采用智能化机床实现，进行大规模智能化生产。芯板采用的生态环保材料可选用树脂类材料、可降解的化工材料等。
所述滤膜为包裹在芯板外表面的生态环保型反滤膜，滤膜和芯板的粘结可采用化学粘合法进行粘连，滤膜有利于软土中超静孔隙水的排出，同时阻止土体中粘性细颗粒的侵入。
所述空心柱体的桩状空腔中可以填充颗粒状反滤材料，也可以不设填充材料，根据具体工程需求选择不同方式。
本发明的有益效果是：
(1)本发明兼备了圆形砂井和普通带状排水板的排水优势，能更快地加速软土地基固结，缩短工程建设工期，节省工程投资。
(2)本发明芯板两端的空心柱体的侧壁设置有水平排水孔，增大了排水通道面积，防淤堵效果更好，整体抗弯刚度比普通带状排水板有所提高，显著减小了排水板因软土压缩而发生弯折扭结变形导致排水通道堵塞的可能性。
(3)本发明采用生态环保材料，在其完成地基加固功能后的几年内便可降解，便于宝贵的土地资源的生态循环利用，符合生态岩土、环境岩土的宗旨。
(4)本发明占据空间小，便于大规模生产和施工运输，与现有的普通排水板的成套施工设备完全兼容，具有很好的实践推广应用价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的芯板结构示意图；
图3是图2的A-A剖面图；
图4是图2的B-B剖面图。
图中：1-滤膜；2-芯板；3-凸起；4-芯板中间平面段；5-空心柱体；6-柱状空腔；7-反弧连接段；8-水平排水孔；9-凹槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示，本发明一种快速排水防淤的哑铃形生态排水板，包括芯板2和滤膜1，滤膜1包裹在芯板2的外表面，滤膜1的空间尺寸稍稍大于芯板1的空间尺寸，芯板2和滤膜1采用化学粘合法连在一起；芯板包括两个空心柱体5、芯板中间平面段4和反弧连接段7，空心柱体5位于芯板2的两端，芯板中间平面段4位于芯板2的中部，空心柱体5和芯板中间平面段4通过反弧连接段7组合粘结形成芯板2，芯板2的横截面为哑铃形；在芯板表面设置有若干锯齿形凸起3，凸起3之间的凹槽9与滤膜1共同作用形成竖向排水通道，加速了软土排水固结；在空心柱体5的侧壁上的凹槽9内布置有若干水平排水孔8，水平排水孔8与空心柱体5的柱状空腔6相通，以增加排水通道，可有效防止软土中粘性细颗粒侵入而淤堵排水通道，大大提高了排水效率，兼备了圆形砂井和普通带状排水板的排水优势。
由于挤出成型工艺已经很成熟，且目前数字化机床技术也已经广泛应用，本发明的芯板2可采用数字化机床挤出成型结合侧壁智能打孔技术进行生产，滤膜1可采用长纤热扎无纺布，耐水浸性较好，渗水性能较优良，芯板2采用生态环保材料，如树脂类、环保型化工类等，也可采用常用的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和化工有机材料按合适的配比配制而成，使其同时具有聚丙烯的刚性和聚乙烯的韧性，在排水板完成其地基加固处理功能后，可以在土体的物理化学作用下完成分解，达到绿色环保的功效。芯板2板面及附着其表面的凸起3、芯板中间平面段4、空心柱体5、柱状空腔6、反弧连接段7以及水平排水孔8均可由同一数字化机床一次性生产而成，芯板2的厚度为2.5mm～3.5mm，凸起3和芯板2板面的距离为2mm～3mm，凸起3的相邻距离为3mm～4mm，凸起3的形状可以为等腰梯形或规则矩形，空心柱体5通过反弧连接段6与芯板中间平面段4相连接，空心柱体5的外径为20mm～30mm，内径为13mm～25mm；水平排水孔8布置在空心柱体5侧壁上的凹槽9中，其宽度为2mm～3mm,长度为10mm～15mm，其纵向的中心间距为30mm～50mm；芯板2的外表面包裹一层滤膜1，与凸起3之间的竖向凹槽9共同作用形成竖向排水通道，被加固地基软土中的超静孔隙水可通过滤膜1进入该竖向排水通道，特别是两端的空心柱体5加速了两端排水相对薄弱区软土的排水固结，弥补了普通带状排水板两端形成的“角效应”导致排水能力不足的缺陷，从而能更加快速促进软土地基的排水固结，提高地基强度和承载力。空心柱体5的大小及整体尺寸比例可根据具体施工要求进行适当调整。滤膜1所包围的空间要求稍稍大于芯板2板面的空间体积，滤膜1与芯板2通过化学粘合法进行粘连，保证滤膜1的排水反滤作用。
本发明实施例采用空间哑铃形结构，兼备了圆形砂井和普通排水板的排水优势，并弥补了普通塑料排水板两端“角效应”的缺陷，使得两端的超静孔隙水能及时通过侧壁带孔空心柱体5及时排出，比普通塑料排水板具有更好的防淤堵效果，并且其整体抗弯折刚度也明显增强，能更好得地加速软土地基排水固结，缩短工程建设工期。
本发明一种快速排水防淤的哑铃形生态排水板的横截面不仅仅可以制作成哑铃，还可以拓展为P、R等相近拓扑结构，使其兼备砂井和普通带状排水板的排水优点。本发明所使用的生产材料也可以延伸为一切生态环保材料。
上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种快速排水防淤的哑铃形生态排水板，其特征在于：它包括芯板和滤膜，所述滤膜包裹在所述芯板的外表面，芯板和滤膜采用化学粘合法粘连在一起；所述芯板包括空心柱体、芯板中间平面段和反弧连接段，空心柱体设有两个，位于芯板的两端，芯板中间平面段位于芯板的中部，空心柱体和芯板中间平面段通过反弧连接段组合粘结形成芯板，芯板的横截面为哑铃形。
2.根据权利要求1所述的快速排水防淤的哑铃形生态排水板，其特征在于：所述芯板表面设置有若干锯齿形凸起，凸起之间的凹槽与所述滤膜共同作用形成竖向排水通道；在空心柱体侧壁上的凹槽内布置有若干水平排水孔，水平排水孔与空心柱体的柱状空腔相通。
3.根据权利要求1或2所述的快速排水防淤的哑铃形生态排水板，其特征在于：所述芯板采用生态环保材料挤出成型，所述滤膜为生态环保反滤膜。
4.根据权利要求1或2所述的快速排水防淤的哑铃形生态排水板，其特征在于：所述空心柱体的柱状空腔填充有颗粒状反滤体。
5.根据权利要求3所述的快速排水防淤的哑铃形生态排水板，其特征在于：所述空心柱体的柱状空腔填充有颗粒状反滤体。
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